output_feedback_site

کنترل فیدبک خروجی سیستمهای خطی از طریق رویتگر (تخمین‌گر) با استفاده از نامساوی‌های ماتریسی خطی (LMI)

همونطور که میدونید در سیستمهایی که با کنترل کننده فیدبک حالت پایدارسازی انجام میشه، باید تمامی حالتها اندازه‌گیری شده و در دسترس باشند. در برخی از سیستمهای کنترل، امکان به کارگیری کنترل کننده فیدبک حالت وجود نداره. حداقل دو دلیل برای این مساله وجود داره:

  • شاید بعضی متغیرهای فیزیکی قابل اندازه‌گیری نباشند یا با دقت مورد نظر نشه انداز‌گیری کرد.
  • اندازه‌گیری تمام حالتها نیاز به سنسورهای فراوان (به تعداد حالتها) داشته و عملا هزینه سیستم کنترل رو افزایش میده بنابراین شاید بلحاظ اقتصادی به صرفه نباشه که همه حالتها رو اندازه گرفت.

بنابراین باید سیستم کنترل رو بنحوی اصلاح کرد تا بتونه با اندازه‌گیری های کمتر هم بتونه سیستم رو پایدار کنه و به عملکرد مطلوب برسه. راه حل استفاده از کنترل فیدبک خروجیه که از یک رویتگر (یا تخمین‌گر) استفاده میکنه تا حالتها رو تخمین بزنه. رویتگر لیونبرگر به عنوان یکی از رویتگرهای خطی، یک دینامیک شبیه دینامیک خود سیستم تحت کنترل هستش که ورودی و خروجی سیستم بعلاوه پارامترهای سیستم رو دریافت کرده و تخمین حالتها رو محاسبه میکنه. البته رویتگرهایی هم وجود دارند که فقط ورودی ویا فقط خروجی سیستم رو دریافت میکنند و حالتها رو تخمین میزنند ولی عموما عملکرد خوبی ندارند و به ندرت از اونها استفاده میشه.

در این سری فیلمها قراره رویتگرهای لیونبرگر مرتبه کامل و مرتبه کاهش یافته به همراه کنترل کننده متناسب با هر کدوم به گونه‌ای طراحی بشن که همزمان هم پایداری سیستم حلقه بسته تضمین بشه و هم تخمین حالتها به خود حالتها همگرا بشه. برای این کار از روش مستقیم لیاپونوف مساله به چند تا نامساوی ماتریسی خطی (LMI) تبدیل میشه که در صورت حل‌پذیری اونها، بهره کنترل کننده و رویتگر هر دو محاسبه میشن. در نهایت هر دو روش بالا روی سیستم گوی و میله پیاده شده و سیستم حلقه بسته هم در محیط m-file و هم در سیمولینک شبیه سازی شده و نتایج دو سیستم کنترل باهم مقایسه میشه.

با امید به رضایت شما عزیزان…

پیشنیازها: آشنایی اولیه با جبر خطی و تئوری پایداری لیاپونوف – آشنایی با کدنویسی در محیط متلب – آشنایی با نامساوی‌های ماتریسی خطی (LMI)


جلسه اول: در این جلسه مقدمات و پیشینه تاریخی رویتگرها (یا تخمین گرها) در طول سالهای اخیر بر اساس یک مقاله مرور شده و معایب و مزایای هر کدام بحث می‌شود. فیلتر کالمن (KF) و انواع توسعه یافته های آن (EKF و UKF)، رویتگرهای لیونبرگر و رویتگرهای مقاوم به صورت خلاصه تشریح شده و از بین آنها رویتگر لیونبرگر به عنوان تخمین‌گر انتخاب می‌شود. همچنین رفتار پاسخ فرکانسی مورد انتظار از یک رویتگر جهت تضعیف اغتشاش و همچنین افزایش پهنای باند سیستم حلقه بسته مورد بررسی قرار می‌گیرد.

مدت زمان آموزش: یک ساعت و پانزده دقیقه

محتویات درس: فیلم با کیفیت ۷۲۰p- پاورپوینت درس و مقالات مورد اشاره در فیلم

حجم فایل: ۱۳۴ مگابایت

پیش نمایش جلسه اول:

تمام پیش نمایشها دارای کیفیت ۷۲۰p هستند ولی ممکن است به علت سرعت کم اینترنت شما با کیفیت پایینتر نمایش داده شوند.
 با نگهداشتن نشانگر بر روی گزینه Capture در نوار پایین صفحه نمایش، می‌توانید کیفیت دلخواه را انتخاب کنید

جلسه دوم: در این جلسه ابتدا با تعیین ساختار ورودی (فیدبک تخمین حالت) و ساختار رویتگر (لیونبرگر) سیستم حلقه بسته را بدست آورده و سپس با تعریف یک تابع لیاپونوف مناسب سعی می‌شود که پایداری مجانبی حلقه بسته تضمین شود. شروط مورد نیاز برای پایداری مجانبی حلقه بسته و همچنین صفر شدن خطای تخمین به صورت نامساویهای ماتریسی خطی محاسبه می‌شود که در صورت حل‌پذیری بهره های کنترل کننده و رویتگر را بدست می‌دهد.

مدت زمان آموزش: یک ساعت و نه دقیقه

محتویات درس: فیلم با کیفیت ۷۲۰p- پاورپوینت درس و مقاله مورد اشاره در فیلم

حجم فایل: ۹۳ مگابایت

پیش نمایش جلسه دوم:

تمام پیش نمایشها دارای کیفیت ۷۲۰p هستند ولی ممکن است به علت سرعت کم اینترنت شما با کیفیت پایینتر نمایش داده شوند.
 با نگهداشتن نشانگر بر روی گزینه Capture در نوار پایین صفحه نمایش، می‌توانید کیفیت دلخواه را انتخاب کنید

Ball&Beam

جلسه سوم: در این جلسه برای سیستم گوی و میله (Ball and Beam) یک کنترل کننده فیدبک خروجی از طریق رویتگر مرتبه کامل طراحی می‌شود. بهره های کنترل کننده و رویتگر لیونبرگر با حل نامساویهای ماتریسی خطی بدست آمده در جلسه قبل محاسبه شده و سیستم حلقه بسته هم در محیط m-file و هم سیمولینک شبیه سازی می‌شود. بعلاوه رفتار پاسخ فرکانسی رویتگر و خواص حذف نویز آن بررسی شده و در شبیه سازی نشان داده می‌شود. در انتها مساله ردیابی ورودی مرجع برای سیستم گوی و میله با استفاده از کنترل کننده بررسی شده و شبیه سازی می‌شود. لازم به ذکر است که تمامی LMI ها با استفاده از تولباکس YALMIP در محیط متلب حل شده اند و بنابراین شما باید این تولباکس را قبل از اجرای کدها بر روی متلب نصب کرده باشید. برای توضیحات تکمیلی درباره نحوه دانلود و نصب تولباکس YALMIP به جلسه ششم از سری فیلمهای آموزش حل ناتساویهای ماتریسی خطی مراجعه فرمایید.

مدت زمان آموزش: یک ساعت و چهارده دقیقه

محتویات درس: فیلم با کیفیت ۷۲۰p- پاورپوینت درس – کد متلب و فایل سیمولینک شبیه‌سازی

حجم فایل: ۱۳۴ مگابایت

پیش نمایش جلسه سوم:

تمام پیش نمایشها دارای کیفیت ۷۲۰p هستند ولی ممکن است به علت سرعت کم اینترنت شما با کیفیت پایینتر نمایش داده شوند.
 با نگهداشتن نشانگر بر روی گزینه Capture در نوار پایین صفحه نمایش، می‌توانید کیفیت دلخواه را انتخاب کنید

جلسه چهارم: در این جلسه ابتدا فرم استاندارد فضای حالت برای طراحی رویتگر مرتبه کاهش یافته معرفی شده و نحوه تبدیل هر فضای حالت دلخواه به این فرم استاندارد تشریح می‌شود. سپس ساختار کنترل کننده و رویتگر مرتبه کاهش یافته مشخص شده و نامساویهای ماتریسی خطی مورد نیاز جهت تضمین پایدارسازی سیستم حلقه بسته و همگرایی تخمین حالتها محاسبه می‌شود.

مدت زمان آموزش: یک ساعت و شش دقیقه

محتویات درس: فیلم با کیفیت ۷۲۰p- پاورپوینت درس و مقاله مورد اشاره در فیلم

حجم فایل: ۹۵ مگابایت

پیش نمایش جلسه چهارم:

تمام پیش نمایشها دارای کیفیت ۷۲۰p هستند ولی ممکن است به علت سرعت کم اینترنت شما با کیفیت پایینتر نمایش داده شوند.
 با نگهداشتن نشانگر بر روی گزینه Capture در نوار پایین صفحه نمایش، می‌توانید کیفیت دلخواه را انتخاب کنید

جلسه پنجم: در این جلسه با استفاده از نامساویهای ماتریسی خطی بدست آمده در جلسه پیش یک کنترل کننده فیدبک خروجی از طریق رویتگر مرتبه کاهش یافته برای سیستم گوی و میله طراحی می‌شود. ابتدا سیستم گوی و میله به فرم استاندارد تبدیل شده و سپس LMI های لازم حل شده و بهره های کنترل کننده و رویتگر مرتبه کاهش یافته محاسبه می‌شود. در ادامه سیستم حلقه بسته با استفاده از هر دو رویتگر مرتبه کامل و مرتبه کاهش یافته هم در محیط m-file و هم در سیمولینک شبیه‌سازی می‌شود. در انتها ویژگی های این دو روش برای حالتهای ردیابی سیگنال مرجع و تضعیف نویز باهم مقایسه شده و مزایا و معایب هر کدام در هر مورد مورد بررسی قرار می‌گیرد.

مدت زمان آموزش: یک ساعت و هفده دقیقه

محتویات درس: فیلم با کیفیت ۷۲۰p- پاورپوینت درس و کد متلب و فایل سیمولینک شبیه‌سازی

حجم فایل: ۱۳۲ مگابایت

پیش نمایش جلسه پنجم:

تمام پیش نمایشها دارای کیفیت ۷۲۰p هستند ولی ممکن است به علت سرعت کم اینترنت شما با کیفیت پایینتر نمایش داده شوند.
 با نگهداشتن نشانگر بر روی گزینه Capture در نوار پایین صفحه نمایش، می‌توانید کیفیت دلخواه را انتخاب کنید

۱۰ نظر

  1. سلام
    کالمن فیلتر رو که توی کانال فرموده بودیدبه زودی میادش،‌ کی روی سایت قرار می گیره؟

    [پاسخ]

    ابراهیم پاسخ در تاريخ مهر ۱۴ام, ۱۳۹۵ ۱:۰۵ ب.ظ:

    سلام
    اگه ممکنه تاریخ این آموزش رو هم اعلام کنید
    فکرکنم سرتون خیلی شلوغه چون چند جا دیگه هم تو نظرات قول داده بودین
    بازم ممنون

    [پاسخ]

    مدیر سایت پاسخ در تاريخ مهر ۱۴ام, ۱۳۹۵ ۲:۰۸ ب.ظ:

    @ابراهیم,
    سلام
    تاریخ کدوم آموزش رو؟

    [پاسخ]

    ابراهیم پاسخ در تاريخ مهر ۱۸ام, ۱۳۹۵ ۱۰:۵۳ ب.ظ:

    سلام
    فیلتر کالمن رو که تو کانال فرموده بودید رو منظورمه

    [پاسخ]

    مدیر سایت پاسخ در تاريخ مهر ۱۹ام, ۱۳۹۵ ۶:۳۵ ب.ظ:

    @ابراهیم,
    سلام مهندس
    بله ولی یه مشکلی برای ایشون پیش اومد انشاالله بعد از رفع مشکلشون در اسرع وقت شروع خواهند کرد. من واقعا از شما عذرخواهی میکنم

    [پاسخ]

  2. با عرض سلام
    ممنون از سایت خوبتون اگه امکان داره رویتگر مد لغزشی رو هم تو سایت قرار بدید ممنون میشم

    [پاسخ]

    مدیر سایت پاسخ در تاريخ مهر ۹ام, ۱۳۹۵ ۱۰:۴۴ ب.ظ:

    @روح الله,
    سلام
    قطعا نظرات شما و درخواست شما باعث انگیزه برای ادامه مسیر خواهد شد. ممنون

    [پاسخ]

    حامد پاسخ در تاريخ مهر ۲۰ام, ۱۳۹۵ ۸:۲۲ ق.ظ:

    @روح الله,
    من هم مثل آقا روح الله منتظر رویتگر مد لغزشی میمانم.

    [پاسخ]

  3. سلام
    مطالب ارائه شده خیلی مفیدند ولی حیف که هزینه هاش برا ما دانشجوهای بی پول یه کم زیاده
    اگه امکان داره تو قیمت هاشون تخفیف بدین .
    متشکر و ممنون

    [پاسخ]

    مدیر سایت پاسخ در تاريخ شهریور ۱۶ام, ۱۳۹۵ ۹:۵۶ ب.ظ:

    @محمد جواد,
    سلام
    ممنون از نظری که دادید.
    آخه ما دو تا تخفیف داریم میدیم یکی تخفیفی که در کل جلسات اعمال میشه و یکی هم تخفیفی که هر هفته داریم اعمال میکنیم که این باعث میشه هزینه کل جلسات خیلی پایین بیاد
    شما منتظر بمونید هفته آینده یک کد تخفیف رو اعمال خواهیم کرد
    درود

    [پاسخ]

یک پاسخ بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *